CN211058913U - 微型涡喷发动机气动发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种发动机用发电装置，尤其涉及微型涡喷发动机用气动发电装置。一种微型涡喷发动机气动发电装置，包括涡轮和发电机，涡轮的驱动轴与发电机的转动轴同轴连接，涡轮设置在涡轮机匣内，涡轮机匣通过基座安装在发电机机匣上，在涡轮机匣上设有至少一个高压气进气接口，微型涡喷发动机排出的高压气体由高压气进气接口导入涡轮机匣内，冲击涡轮进而带动发电机转动轴旋转产生电能。本实用新型使高压气体的能量利用率得到有效提高，具有很好的节能减排效果，增加飞行器内部电子系统供电，减少额外电池负载。

Description

微型涡喷发动机气动发电装置

技术领域

本实用新型涉及一种发动机用发电装置，尤其涉及微型涡喷发动机用气动发电装置。

背景技术

航空发动机是当代航空器的主要动力，主要可以分为涡喷、涡扇、涡轴和涡桨发动机等，多用于客机、运输机、战斗机、巡航导弹等。而微小型涡轮发动机是其一个分支，指推力几公斤到几百公斤，功率几千瓦到几百千瓦的涡轮发动机。微小型涡轮发动机相对于活塞发动机具有推重比高、飞行速度快的优点，相对于电池具有能量密度高，续航时间长的特点，是未来无人机的重要动力方向。

目前的微小型涡轮发动机多为微小型涡喷发动机，该类发动机耗油率较高，能量利用效率较低，续航时间短，仅能维持3-10分钟，现有微型涡喷发动机没有发电机，进行长续航作业需要携带大量电池，增加飞行器重量。涡喷发动机经压气机压缩后的气流具有较高压力。经燃烧室加热，尾喷管喷出的气流高温、高压、有较高动能。有效利用这两种气流做功对节能减排具有非常现实意义。

现有的气动驱动机构是使用安装在汽车的涡轮增压器的压缩空气输出管上，涡轮增压器的压缩空气驱动发电机工作，实现发电，但是该气动式驱动机还存在着：(1)气动式驱动机与发电机的转动轴之间利用蜗轮蜗杆传动机构，蜗轮蜗杆传动比确定后，无法根据实际需求对发电机转速进行调整,且发电效率低；(2)结构较为复杂，能量利用率低。且由于汽车尾气压力、动能远小于航空发动机尾喷管后喷射气流，该技术方案制造用于利用涡轮增压器的汽车尾气发电直接应用到微型涡喷发动机上是不可能实现的，所以，能应用在微型涡喷发动机上的发电机构属于技术空白，且微型涡喷发动机排出空气的剩余压力较高，至今没有得到利用，造成能源浪费，要使微型涡喷发动机的续航时间更持久，能源得以有效利用，与其配套的发电系统将会解决该问题，也将会是本领域技术发展的一个必然趋势。

发明内容

本实用新型的目的在于避免现有技术的缺陷而提供一种结构简单，尺寸小，造价低，延长飞行器续航时间，提升飞行性能的微型涡喷发动机气动发电装置。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一种微型涡喷发动机气动发电装置，包括涡轮和发电机，涡轮的驱动轴与发电机的转动轴同轴连接，涡轮设置在涡轮机匣内，涡轮机匣通过基座安装在发电机机匣上，在涡轮机匣上设有高压气进气接口，微型涡喷发动机排出的高压气体由高压气进气接口导入涡轮机匣内，冲击涡轮进而带动发电机转动轴旋转产生电能。

进一步的，还包括有轴承，轴承的内圈与发电机1转动轴过渡配合，轴承外圈固定在基座内部，轴承用于支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度的作用。

进一步的，所述的发电机的转动轴伸出发电机设置，涡轮直接安装在发电机的转动轴上。

进一步的，涡轮机匣通过基座安装在发电机前端。

进一步的，所述基座通过螺栓安装在发电机机匣上。

进一步的，所述高压气进气接口的轴线与涡轮机匣的引气夹角为 15-60度。

所述的发电机是指将高压气体转换成电能的机械设备，它由动力机械驱动，将高压气体的能量转化为机械能传给发电机，再由发电机转换为电能。

所述的微小涡喷发动机主要由压气机、发动机机匣、燃烧室、转子轴和涡轮组成，核心机主要作为燃气发生器提供高温高压的燃气工质。

本实用新型的有益效果是：本实用新型利用涡轮机匣上的涡轮结构，作为发电机驱动端,在不影响发动机效率的情况下实现了高压气体的动能转化为蓄电池电能,使高压气体的能量利用率得到有效提高，具有很好的节能减排效果。增加启动发电机能为飞行器内部电子系统供电，减少额外电池负载，电机转速最高可达3万转每分钟，转峰值发电量可达500W；延长飞行器续航时间，不再受电池容量限制；提升飞行器推重比，获得更好的飞行性能。

附图说明

图1为本实用新型结构原理示意图；

图2为本实用新型涡轮机匣结构示意图；

图3为本实用新型轴承6的安装结构原理示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

实施例1：如图1和图2所示，一种微型涡喷发动机气动发电装置，包括涡轮4和发电机1，涡轮4的驱动轴与发电机1的转动轴同轴连接，涡轮4设置在涡轮机匣3内，涡轮机匣3在涡轮4外侧起承力、保护、构成气流通道作用。涡轮机匣3通过基座2安装在发电机1机匣上，在涡轮机匣3上设有高压气进气接口5，高压进气管的一端与高压气进气接口5连接，另一端则与微型涡喷发动机连接。通过进气管将微型涡喷发动机经压气机压缩后的高温高压气体导入涡轮机匣3内，冲击涡轮4，将高温高压气体的能量转化为蜗轮4旋转的动能，进而带动发电机1转动轴旋转，产生电能。还包括有轴承6，轴承6的内圈与发电机1转动轴过渡配合，轴承6外圈固定在基座2内部，轴承用于支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度的作用。与所述的发电机1的转动轴伸出发电机1 设置，涡轮4直接安装在发电机1的转动轴上。涡轮机匣3通过基座2安装在发电机1前端。所述基座2通过螺栓7安装在发电机1机匣上。所述高压气进气接口5的轴线与涡轮机匣3的引气夹角为15-60度。

实施例2，与实施例1相同，不同的是一种微型涡喷发动机气动发电装置，包括涡轮4和发电机1，涡轮4的驱动轴与发电机1的转动轴同轴连接，涡轮4设置在涡轮机匣3内，涡轮机匣3通过基座2安装在发电机1 机匣上，在涡轮机匣3上设有高压气进气接口5，微型涡喷发动机排出的高压气体由高压气进气接口5导入涡轮机匣3内，冲击涡轮4进而带动发电机1转动轴旋转产生电能，不包括轴承6。

实施例3：与实施例1相同，不同的是所述高压气进气接口5的轴线与涡轮机匣3的引气夹角为15度。

实施例4：与实施例1相同，不同的是所述高压气进气接口5的轴线与涡轮机匣3的引气夹角为30度。

实施例5：与实施例1相同，不同的是所述高压气进气接口5的轴线与涡轮机匣3的引气夹角为60度。

以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种微型涡喷发动机气动发电装置，其特征在于，包括涡轮和发电机，涡轮的驱动轴与发电机的转动轴同轴连接，涡轮设置在涡轮机匣内，涡轮机匣通过基座安装在发电机机匣上，在涡轮机匣上设有至少一个高压气进气接口，微型涡喷发动机排出的高压气体由高压气进气接口导入涡轮机匣内，冲击涡轮进而带动发电机转动轴旋转产生电能。

2.如权利要求1所述的微型涡喷发动机气动发电装置，其特征在于，还包括有轴承，轴承的内圈与发电机转动轴过渡配合，轴承外圈固定在基座内部，轴承用于支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度的作用。

3.如权利要求1所述的微型涡喷发动机气动发电装置，其特征在于，所述的发电机的转动轴伸出发电机设置，涡轮直接安装在发电机的转动轴上。

4.如权利要求1所述的微型涡喷发动机气动发电装置，其特征在于，涡轮机匣通过基座安装在发电机前端。

5.如权利要求1所述的微型涡喷发动机气动发电装置，其特征在于，所述基座通过螺栓安装在发电机机匣上。

6.如权利要求1至5任一所述的微型涡喷发动机气动发电装置，其特征在于，所述高压气进气接口的轴线与涡轮机匣的引气夹角为15-60度。

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